[发明专利]适用于直写3D打印的多组份硅胶、混合装置及打印方法在审

专利信息
申请号: 202210742204.7 申请日: 2022-06-28
公开(公告)号: CN115141491A 公开(公告)日: 2022-10-04
发明(设计)人: 张亚玲;廖恩泽;耿呈祯;刘禹;陈彦秋;芦艾;余凤湄 申请(专利权)人: 中国工程物理研究院化工材料研究所
主分类号: C08L83/07 分类号: C08L83/07;C08L83/05;C08L83/12;C08K7/26;B29C64/20;B29C64/209;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y70/10
代理公司: 四川省成都市天策商标专利事务所(有限合伙) 51213 代理人: 胡慧东
地址: 621000*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 适用于 打印 多组份 硅胶 混合 装置 方法
【说明书】:

发明公开了一种适用于直写3D打印的多组份硅胶、混合装置及打印方法,多组份硅胶包括A组分和B组分,A组分包括含有烯基和至少一种烷基或芳基的聚硅氧烷、填料和催化剂,B组分包括含有硅氢键和至少一种烷基、芳基或烯基的聚硅氧烷,含有填料和流变调节剂,A组分与B组分的质量比为(0.2‑20):1,A组分中聚硅氧烷、填料和催化剂的质量比为100:(35‑45):(0.5‑2),B组分中聚硅氧烷,填料和流变调节剂的质量比为100:(20‑40):(10‑20)。本发明以主动混合装置对多组份硅胶进行原位混合,即时获得混合均匀的胶料再进行墨水直写打印,有利于实现长时稳定的打印过程。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域,具体涉及一种适用于直写3D打印的多组份硅胶、混合装置及打印方法。

背景技术

有机硅组合物由于具有耐温性、耐候性和生物惰性在航空航天、国防、电子和生物医药领域广泛应用。增材制造技术,采用分层制造、逐层叠加的原理堆叠材料以获得目标形状,可提升有机硅组合物制造过程中多尺度结构的可设计性。目前,有机硅组合物常用的增材制造方式包括电喷射和墨水直写,其中墨水直写打印技术由于可打印材料的粘度范围广,有利于制备高力学性能的有机硅材料,因而应用非常广泛。

大部分墨水直写打印技术采用单喷头方式打印,而常见的有机硅组合物由于需要避免室温交联而常常分成双组份,因此在进行有机硅组合物的墨水直写打印时,通常需要预先将双组份材料混合均匀后装入料筒再进行打印。双组份硅胶一经混合后不可避免发生室温交联反应,即使反应较为缓慢,也对长时稳定打印造成不利影响,而3D打印的过程通常较长,因此挤出丝线的稳定性包括挤出丝线的线宽、重量和形状等受到影响。将有机硅组合物的双组份进行即时原位混合再打印有利于实现有机硅组合物的长时稳定打印,发明人公开了一种双组份混合硅胶3D打印机(CN 106313505 B),但其中混合部分为静态混合管,无法混合高粘度硅胶,而有机硅组合物在高粒子填充的情况下粘度通常较大,并且高填充量由于和材料最终性能相关常常不可避免。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种适用于直写3D打印的多组份硅胶、混合装置及打印方法,本发明以主动混合装置对多组份硅胶进行原位混合,即时获得混合均匀的胶料再进行墨水直写打印,有利于实现长时稳定的打印过程,并且获得稳定挤出的硅胶丝线及其堆叠的结构,获得特定的性能。此外,主动混合装置可以在线即时改变双组分的浓度和比例,因此可以获得硅胶组分梯度变化的打印结构,满足功能梯度材料的结构设计需求。

为了达到上述技术效果,本发明提供了如下技术方案:

本发明提供了一种适用于直写3D打印的多组份硅胶,包括A组分和B组分,所述A组分包括含有烯基和至少一种烷基或芳基的聚硅氧烷、填料和催化剂,所述B组分包括含有硅氢键和至少一种烷基、芳基或烯基的聚硅氧烷,填料和流变调节剂,所述A组分与B组分的质量比为(0.2-20):1,所述A组分中聚硅氧烷、填料和催化剂的质量比为100:(35-45):(0.5-2),所述B组分中聚硅氧烷,填料和流变调节剂的质量比为100:(20-40):(10-20)。

进一步的技术方案为,所述A组分的聚硅氧烷的粘度为500~100,000mPa.s,所述B组分中的聚硅氧烷的粘度为100~100,00mPa.s。

优选的,所述A组分的聚硅氧烷的粘度为5000~20000mPa.s,所述B组分中的聚硅氧烷的粘度为1000~10000mPa.s。

进一步的技术方案为,所述A组分中的聚硅氧烷中烯基为乙烯基或丙烯基,优选为乙烯基,含量为0~2%,优选为0.2~1%;烷基选自甲基、乙基或丙基中的一种或多种,优选为甲基,含量为80~100%,优选为80~95%,芳基选自二苯基或甲基苯基中的一种或多种,优选为二苯基,含量为0~15%,优选为5~10%。

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